Teknologiske trends inden for elektromobilitet: Dette vil ændre sig for elbiler i 2023

El-drevet synes mindre kompliceret end en forbrændingsmotor. Ved første øjekast er dette korrekt, da den komplekse motor- og transmissionsteknologi ikke er nødvendig. Selvfølgelig kan man også undvære efterbehandling af udstødningsgasser. På den anden side omfatter den elektriske drivlinje kompleks effektelektronik og den lige så komplekse opladning og termisk styring.

Der er forskellige måder at implementere elmotoren og effektelektronikken på: separat eller i een enhed. For at reducere omkostningerne er mange bilproducenter afhængige af komplette drivenheder for at reducere omkostningerne. Ud over den elektriske maskine (400-800 V) og effektelektronikken indeholder de også en ettrins- eller to-trins gearkasse. I erhvervskøretøjssektoren er selv bremsesystemerne, herunder rekuperationsfunktionen, en del af drivenheden, dvs. en komplet e-aksel. Især fabrikanter af sportsvogne bruger en elmotor pr. aksel for at skabe et køretøj med firehjulstræk. Fordelen: Elektronikken kan styre motorerne enkeltvist afhængigt af belastningen, kørsels- og miljøsituationen og dermed fordele drejningsmomenterne præcist (til hvert enkelt hjul > torque vectoring). Der anvendes normalt permanent exciterede synkronmotorer på drivakslen. I modeller med firehjulstræk understøtter en asynkronmotor. Nye teknologier som f.eks. siliciumcarbidhalvledere eller specielle hårnåleviklinger på statoren forbedrer motorens ydeevne.

Sammen med vægt- og omkostningsreduktion er energitæthed den afgørende faktor ved batterier. I øjeblikket anvendes der mest litium-ion-batterier. Teknologien er moderne, levetiden er god, og de fungerer sikkert og pålideligt. Men der er også ulemper: Li-ion-batterier er relativt tunge, og opladningstiden er relativt lang. Hurtigladeteknologier skal først etablere sig yderligere, hvilket også afhænger af netværksinfrastrukturens ydeevne. Omkostningerne er også relativt høje. De vil dog falde ved at øge produktionen. Desuden indeholder Li-ion-batterier materialer, som kan være skadelige for miljøet, hvis de genbruges forkert. Men genbrugsprocesserne forbedres også hele tiden.

Lovende alternativer til Li-ion-batterier er solid state-batterier. Der anvendes ingen flydende elektrolytter her. Fordelen er den højere energitæthed og den højere sikkerhed. Natrium-ion- og zink-luft-batterier er også under udvikling. Det såkaldte SALD-batteri (Spatial Atom Layer Deposition) er interessant. Nanoteknologier anvendes på grundlag af Li-Ion-teknologi. Fremover vil elbiler således kunne nå en rækkevidde på langt over 1000 km. Ladetiden er fem gange hurtigere. Der sker altså meget inden for batteriteknologi!

I forbindelse med bilens klimaanlæg har elbiler derfor et meget komplekst og sofistikeret termisk styringssystem med flere kølekredsløb og forskellige kølemedier. HELLA forbinder derfor kølekredsløbene til batteriet, elmotoren og køretøjets indre i én enhed med den såkaldte Coolant Control Hub (CCH). Gennem denne centralisering sikrer CCH en højere effektivitet, kortere opladningstider og længere rækkevidde. De termiske energier kan fordeles optimalt.

I moderne elbiler anvendes elektriske lav- eller højspændings-, luft- eller vandvarmere til at opvarme interiøret og til at konditionere højspændingsbatterierne. Ved luftvarme passerer luften gennem varmespoler, der opvarmer den, ligesom ved en føntørrer. Der anvendes PTC-varmeelementer (positive temperaturkoefficienter). Med en vandvarmer opvarmes vandet i et kredsløb - også elektrisk - og varmen afgives således til bilens indre.

En mere effektiv løsning er en ekstra varmepumpe. En PTC-hjælpevarmer bruges kun til høje eller hurtige opvarmningskrav. Varmepumpen udvinder varmeenergi selv fra den kolde udeluft om vinteren. Det er således muligt at omdanne op til tre kilowatttimer energi til varme fra en kilowatttime fra battericellerne i elbilen. Og det kan gøres endnu mere effektivt: Elmotoren og batterierne genererer også varme, om end i mindre omfang. Denne spildvarme kan også bruges til indendørs opvarmning.

Selvfølgelig er opladningsprocessen specifik for elektricitet: Den elektroniske bagklap-aktuator (eLA) fra HELLA understøtter f.eks. ladeprocessen. Ved hjælp af eLA kan der integreres yderligere individuelle specialfunktioner for at øge komforten og sikkerheden. Innovative lyskomponenter viser både batteriets status og opladningstilstanden. Desuden har elbiler en stor fordel: De udsender næsten ingen støj. Dette kan imidlertid medføre sikkerhedsrisici for fodgængere og cyklister, især i bymiljøer. Køretøjerne bliver simpelthen overhørt. Derfor giver HELLA's AVAS-system (Acoustic Vehicle Alerting System) mere akustisk tilstedeværelse i trafikken ved lave hastigheder. Det simulerer næsten motorstøjen fra en forbrændingsmotor. På denne måde bidrager AVAS til trafiksikkerheden, og køretøjerne bliver bemærket.

Dybest set er der ingen forskel på dæk til forbrændingsmotorer og elbiler. Specifikationerne indeholder de samme krav. F.eks. er et godt vejgreb på vådt føre og gode bremseegenskaber lige vigtige. Der kan dog formuleres fire E-specifikke egenskaber, som spiller en særlig rolle.

-støjsvag rulleadfærd, e-køretøjet genererer næsten ingen kørestøj -Højt drejningsmoment og slidstyrke. Det til tider meget høje drejningsmoment stilles meget hurtigt til rådighed - rullemodstanden, jo lavere jo større rækkevidde - belastningsindekset, dvs. dækkets bæreevne, som nogle dækproducenter tilpasser på grund af den højere køretøjsvægt

Med en elbil er der færre drivkomponenter, der skal kontrolleres og vedligeholdes regelmæssigt. Motor- og gearolie anvendes ikke, selv om der anvendes ikke-ledende olier til smøring og temperaturafledning i elektriske drivaggregater. Det er imidlertid vigtigt med termisk styring, som vil være i fokus i fremtiden inden for autoservice. Eksperter taler om det nye "olieskift", når det drejer sig om vedligeholdelse af elbiler, når det drejer sig om vedligeholdelse af det termiske styringssystem og udskiftning af kølemedier. Desuden antages det, at f.eks. chassisdele som lejer eller støddæmpere udsættes for større slitage. Elbiler er simpelthen tungere og har nogle gange mere kraft.

For at kunne beherske "e-teknologien" skal de ansatte på autoværkstederne gennemgå en passende videreuddannelse. Der kræves forskellige kvalifikationer for overhovedet at få lov til at arbejde med højspændingskøretøjer. HELLA tilbyder omfattende kurser til dette formål. Hertil kommer det rette værkstedsudstyr. Det starter med løfteplatformen, som skal løfte mere vægt, ligesom arbejdspladsen også skal være udstyret med passende sikkerhedsforanstaltninger. Det betyder dog ikke, at bilvirksomhederne kommer til at mangle arbejde. Tværtimod: Der venter dem nye "meget spændende" opgaver!